みなさんははんだって使ったことありますか？
私は中学の技術の時間にラジオ(?)を作ったときに基盤にはんだ付けして作った記憶があります。
なかなかつかなかったり、はんだがだまになってしまったりして見栄えが悪くなったりしました。
私が不器用なだけだとそのときは思っていましたが…。ちゃんとはんだがつかない理由はありました。
今回はそもそもはんだ付けとはなんなのか、基礎知識をご紹介するとともに、はんだがつきにくい金属、アルミ、ステンレスの理由と対策を紹介していきたいと思います。
はんだとは?はんだの基礎知識と種類について
はんだ付けとは、熱ではんだを溶かし金属などの部品同士をつなげることです。
はんだと呼ばれる、融点(液体が個体になる時の温度)が450度未満の鉛とスズを主成分とする合金を溶接や溶着の際の添加剤として金属を接合します。
プリント基板や電子部品を接合するときやブリキなどを接合するときに役立ちます。
はんだの基礎知識
はんだ
ちなみにはんだが付くのは、はんだを溶かして固めたはんだでくっつくのではなく、溶かして固めたはんだと基盤などのあいだにできる合金でくっついています。
金属と金属を接着し、電気を通すので電気回路などの基盤に使われていました。
ちなみにつける方の金属を加熱して、温めてはんだを溶かし入れることでくっつきます。
はんだに含まれる鉛とスズが加熱すると溶けだし、金属の間に入り接着します。
主成分は主に、鉛でしたが、鉛の有害性が問題視され、今は鉛フリーのはんだが一般的になっています。
フラックス
はんだに使われる、フラックスは松脂を抽出した溶液が使われています。フラックスははんだの中に入っているものと別途、ぬるものとあります。
フラックスの役割は２つあり、１つ目は、汚れを取り、はんだ付けをスムーズにすることです。
２つ目は酸化を抑え、はんだとつけたい金属が付いた時にに丸くなるのを防ぎます。
はんだの種類
糸はんだ
糸はんだの中にはフラックスが入っており、はんだごてを使い、電子部品をつけるために使います。
よく学校の授業で使われるはんだですね。このはんだの中に入っているフラックスのことをやにと言います。
はんだペースト
粒状のはんだ合金と液体のフラックスが混ざりクリーム状になったものです。はんだ付けする部品と基盤などを付きやすくするものです。
棒はんだ
棒はんだを溶かしたはんだ槽で入れた部品の端子と基盤をハンダ付けするときに使います。
また、様々な母体（金属）に対して、融点の違いによって適切なはんだを選ぶことによって柔軟なはんだ付けが可能です。
例えば、母体（基盤となる金属）を溶かさずを接合できる銀入りはんだは強度が高く、融点が高いので真鍮、銅、ステンレス、超合金などの金属を接合できます。
他にも、電気配線用、銀入りはんだなど種類はあり、接合する金属によってはんだを使い分けることができます。
はんだごてで付くものもあれば、融点が高いものはバーナーで付けます。
今は鉛がフリーのものが主流なっていますが、はんだをつける時は煙がですこともありますので、換気しながら行ってくださいね。
はんだがつかない金属はある?!アルミやステンレスはつかない??
アルミは接合が弱く、綺麗に付きません。また、融点が低いことも原因です。
ステンレスは鉄やニッケル、クロムの合金です。
しかし、これらの金属ははんだ付けしづらく、酸化膜の強さはニッケル以上のため、ステンレスもはんだが付きにくい金属です。
ちなみに酸化膜とは金属を加熱するとできる、皮のような膜のことです。
アルミやステンレスはそれぞれに含まれる、鉛や鉄、銅の量によって、専用のはんだを使えば強引ではありますがはんだでつけることは可能です。
しかし、しっかりつかず取れてしまうこともあります。
ですが!アルミやステンレスをつける方法はありるんです。早速、紹介します。
アルミやステンレスをつける方法
アルミは素材が曲がらない、付かないという特徴があります。
はんだ以外の溶接やろう付けも作業温度が合わずつけることができません。
さらにアルミははんだで付けた部分が局部電池になるため、電気により金属が腐食してしまう電解腐食を起こし劣化しやすくなってしまう為できません。
はんだでアルミをつけるための特殊なフラックスやアルミ用のやに入りハンダがあるので、それらを使えば付けることが可能です。
ステンレスにはんだ付けするには、通常のやに入りはんだでは対応できないため、はんだ付けを向上させるやに入りやフラックスを使用する必要があります。
アルミ用、ハンダやフラックス、ステンレス用のやに入りはんだはホームセンターやネットでも売っています。
ご自宅で、ステンレス製のものやアルミで作られたものを修復するときやDIYする時に参考になればと思います!
↓ステンレスのはんだ付けを動画で紹介してます。とてもわかりやすいので、ぜひ参考にしてみてください。
はんだがうまくつかない理由はこれだった!?理由と対策を紹介
はんだ付けの作業をしていて、うまく基盤に金属をつけることはできなかったりすることありませんか？
私はありました…でもはんだこてでやけどするのが怖くてハンダを増やして付けたらぶかっこうになってしまったり、隣につける部品の邪魔になったりしました。
みなさんは同じような経験はありますかね？
もしあれば、いえ、なくてもはんだつけが失敗してしまう、その理由と対策を知ることで、ストレスなくはんだつけができるのではないでしょうか。
うまくいかない時の原因と対策法をまとめましたので紹介していきますね。
はんだの量・実は多くても少なくてもうまくつかないんです
はんだの量が少ないと…接着面や回路部品のくっつく部分が汚れていたり、酸化してしまうことも原因になります。
送るはんだを多くして、フラックスで事前に酸化や汚れを取り除くことで改善されます。
はんだの量が多いと…はんだの量が多いと、つののように立ちつららのようになったり、パターン(はんだ面の銅箔部分)がはがれやブリッチになることもあります。
そういう時は、はんだを少なくすることが改善策です。
はんだの量を調節するのは最初は難しいと思いますが、慣れてくれば次第に分かってくると思います。
あせらず、やってみてくださいね!
部品が浮いていたり、傾いていたりしませんか?
部品の浮きや傾きは、部品を基盤に取り付ける部品の形のゆがみが原因です。
基盤の成形を適切に行うことと、基盤を裏返したときに部品が浮いたり、外れないように固定しましょう。
接着面がボコボコしているよりは、平でまっさらな方が付きやすそうなのは、想像できますよね。
オーバーヒート
はんだこての温度が高すぎるのと、当てている時間が長すぎることを言います。
また、なんども付け直すことでも起こります。接合の表面はフラックス膜が剥がれて、表面は凹凸になり、強度が弱くなります。
オーバーヒートの場合は、温度を低くすることが対策になります。
何度付け直しても、はんだ付けができないときは温度が高すぎることが考えられるので水を含ませたスポンジなどで温度を低くしてみてください。
他にもフラックスが残ってしまい、見栄えが悪くなってしまうこともあります。
慣れてくれば、はんだの量やフラックスの量はわかってくると思います。
結局、何事も慣れが肝心ってことなんですかね（笑）
はんだ付けのコツとは
まず、はんだ付けをうまくするためには、はんだ約250度で、約3秒間溶かして液体にすること、なんです。
はんだ付けで失敗してしまうのは温度が低かったり、逆に高すぎたり、時間が長かったり、短かったりするのが原因になります。
コテの温度は最低でも360度を超えないようにしましょう。
コテ先の掃除も重要です。
本来、銀色なのですが、黒や茶色になっているときはゴミが付着していますので、水と専用のクリーナー、スポンジでしっかり洗いましょう。
はんだコテは電源を入れてから、温まるのに3~5分かかるので十分に温まってから、熱を一気に伝えさせるためにコテ先は寝かして使いましょう。
コテ先の温度管理は重要です。エアコンの効いた部屋で作業する際は、特に冷房は温度が低くなってしまうこともあるので、はんだコテにあたってしまわないように注意が必要です。
はんだ付けする際は、まず母体となる金属をはんだで加熱します。必要な量のはんだを見極め、糸はんだを流し込みます。
そしてはんだを母体になじませ、合金層を形成するので母体を動かさないようにしてはんだが固まるのを待ちます。
はんだ付けで注意することは、まず１つ目は、はんだコテの温度。適切な温度を保てるように、作業場所も合わせて確認しましょう。
２つ目は、コテ先の汚れです。汚れやゴミが付着しているときはうまくはんだがつかない原因ですので、しっかり洗浄しましょう。
３つ目は、母体となる金属を充分に加熱して、必要な量だけはんだを流し込み、固定することです。
３つ目は慣れも必要になりますが、１つ目と２つ目は注意することで、はんだ付けがうまくできるようになると思うので注意してみてください。
はんだって何?はんだ付けでつかない金属の理由と対策を解説します！のまとめ
- はんだ付けとは、熱で金属を温めて、はんだを溶かし金属などの部品同士をつなげること
- はんだが付く仕組みは、溶かして固めたはんだと基盤などのあいだにできる合金でくっついている
- はんだをうまくつけるにはフラックスが必要
- 糸はんだ、はんだペースト、棒はんだとはんだには種類がある
- はんだでアルミやステンレスをはんだ付けするのは難しいが改善策はある
- アルミやステンレスをはんだ付けする必要があるときは、専用のはんだやフラックスを使うとはんだ付けできる
- ハンダ付けがうまくできない理由は、はんだの量が適切でない、部品の傾き、オーバーヒートが原因のことが多い
- はんだ付けに失敗しないためには、はんだを理解することが必要
いかがでしたでしょうか？
今回は、はんだについてご紹介してきました。
普段の日常であまり使わないかもしれませんが、はんだのことを知って使うのと、知らないで使うのとでは、雲泥の差がありそうですね。
私は、少なくとも学校の授業の時にこの知識を知っていたかったです（笑）
はんだこては、今や100均でも販売されていて、金属加工やブリキのおもちゃや金属できた食器などの補修などもできます。
DIYとしても活躍できることでしょう。また、家庭でも使われることもあるステンレス製の食器などの修復もできるので、使えるようになっておくのもいいなかなと思いました。
私たちの生活でもし今後必要な時があれば、参考にしていただけたらと思います。